ENVIRONNEMENT

Les cellules solaires semi-transparentes peuvent alimenter les serres sans ralentir la croissance des plantes

Les serres équipées de cellules solaires semi-transparentes peuvent générer de l’électricité sans affecter la croissance et la santé des plantes à l’intérieur, selon une nouvelle étude, suggérant que nous pourrions construire des serres neutres en énergie sans nuire aux cultures.

Les chercheurs ont testé des groupes de laitue frisée rouge sous différents types de verre et différentes longueurs d’onde de lumière, en gardant toutes les autres variables identiques – y compris la température, la concentration de CO2 et les réserves d’eau et d’engrais.

La laitue cultivée sous cellules solaires n’a montré aucune différence majeure dans aucune mesure clé, y compris les antioxydants, l’absorption de CO2, la taille et le poids. En prime, les panneaux solaires ont également aidé à réguler la température de la serre.

diagramme de serre(Ravishankar et al., Cell Reports Physical Science, 2021)

«Nous avons été un peu surpris – il n’y a pas eu de réelle réduction de la croissance ou de la santé des plantes », déclare la biologiste des plantes Heike Sederoff  de la North Carolina State University. “Cela signifie que l’idée d’intégrer des cellules solaires transparentes dans les serres peut être réalisée.”

Les panneaux solaires dans ce cas sont des cellules solaires organiques semi-transparentes (ou ST-OSC) plutôt que le type plus traditionnel à base de silicium utilisé dans les vastes fermes d’énergie solaire. On espère qu’un jour, la même technologie pourrait même être utilisée dans les fenêtres des bâtiments .

Une partie de la promesse des ST-OSC réside dans leur flexibilité. Ils peuvent être réglés pour absorber différentes longueurs d’onde de lumière selon les besoins – les longueurs d’onde dont les plantes n’ont pas besoin pour la photosynthèse, dans cette recherche particulière.

Alors qu’un groupe témoin de laitue a été exposé au spectre complet de la lumière blanche, trois autres groupes ont été cultivés sous différents filtres de lumière, simulant différents types d’absorption ST-OSC et avec le rapport de la lumière bleue à la lumière rouge ajusté dans chaque filtre.

«Non seulement nous n’avons trouvé aucune différence significative entre le groupe témoin et les groupes expérimentaux, mais nous n’avons pas non plus trouvé de différence significative entre les différents filtres», explique l’ingénieur en mécanique et aérospatiale Brendan O’Connor , de la North Carolina State University.

C’est prometteur pour l’application future des ST-OSC: si les serres présentent de nombreux avantages, elles peuvent nécessiter plus d’énergie que d’autres types d’agriculture, notamment pour réguler la température interne. Des cellules solaires transparentes et semi-transparentes pourraient aider ici.

Bien que les ST-OSC n’aient pas les mêmes taux de conversion de la lumière du soleil en électricité que les cellules photovoltaïques conventionnelles, ils s’améliorent à cet égard tout le temps , et ils pourraient éventuellement être déployés dans de nombreux scénarios différents.

La prochaine étape vers les serres à énergie solaire consiste à tester la technologie avec des plantes et des cultures autres que la laitue – les tomates sont apparemment les suivantes – mais ces premiers résultats sont prometteurs en termes de santé et de croissance des plantes.

«Sur la base du nombre de personnes qui m’ont contacté à propos des serres à énergie solaire lorsque nous avons publié des travaux antérieurs dans cet espace, il y a beaucoup d’intérêt de la part de nombreux producteurs», déclare O’Connor .

“Je pense que cet intérêt ne fera qu’augmenter. Nous avons vu suffisamment de prototypes de preuve de concept pour savoir que cette technologie est faisable en principe, nous avons juste besoin de voir une entreprise franchir le pas et commencer à produire à grande échelle.”

La recherche a été publiée dans Cell Reports Physical Science .

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